建模
FLAC2D 提供了一个草图窗格(Sketch Pane) 和模型窗格(Model Pane)作为建模使用,它们类似於 FLAC 中的几何生成器(Geometry Builder)和虚拟网格(Virtual Grid)编辑器。草图窗格容许您导入 dxf 或其他图档、绘制线条和形状、指派群组以及指定划设格区的疏密度。下面图1.1.1为FLAC2D的草图窗格样貌。
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图 1.1.1 FLAC2D的草图窗格
完成在「草图窗格」创建格区之后,紧接著呈现的是「模型窗格」,模型窗格允许互动式的指定群组、指定组合律模式和材料属性,以及在选定的边(edges)上创建曲面(Surface)结构元素或界面(节理)。下面图1.1.2显示一个模型窗格的例子 :
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图 1.1.2 模型窗格样貌
如果您喜欢使用指令来构建模型格网,FLAC2D提供了七个不同形状的原型模版(primitive),可以利用这些原型模版来创建格网再予并接。
如果不记得原型模版的完整指令的话,我们可以利用[Help] -->[Help and Documentation]进入线上使用手册 -->输入“zone create2D” 来搜寻相关指令(下左图) --> 点击”zone create2d command”后开启该主题的详细说明如下右图。
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我们以其中的 “tunnel-quad”来说明 : 点击上右图中的tunnel-quad ,使用说明会移至该部分(下左图),点击该说明的小图示,则会出现一个呈现参考点(reference points)等之示意图(下右图)。
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实际上的使用如下左图中的程式码(注:程式码后面的 … 表示下一行为延续该行指令),其显示的Model格网样貌则示於下右图中。读者可随意更改其中的数值来看看改变了什么。
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另外在FLAC中,我们可以藉由线段来划分区块让网格的生成沿著该线段的走向来安排,但在FLAC2D中这是选择性的步骤。
结构元素
结构元素在 FLAC2D 中可经由下列方式建立:
l 在「草图窗格」中绘制边(edge),再导入指令将它们转换为结构元素。其指令,例如 : structure cable import from-sketch
l 汇入 dxf 图档再导入指令将它们转换为结构元素。例如:
structure cable import from-geometry
l 输入带有座标的指令。例如:
struct cable create by-line (0 , 10) (15 , 8)
l 附著於网格曲面(surface)上的结构元素,譬如衬砌,可以在模型窗格中以互动方式创建。如下图中欲在圆形隧道的表面安装以梁元素作为隧道衬砌的互动式输入对话框。
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另外,目前在 FLAC2D 中还无法以图形方式指定初始条件和边界条件,必须使用指令。经由在「模型(model)窗格」中为格网的格区面(zone face)和格区(zones)指定群组(group)名称的功能,让我们在为格区面或格区群组指定初始条件和边界条件相对容易些。
从FLAC汇出模型到FLAC2D
(1). |
在FLAC 8.1开启欲汇出的Project档 --> [Utility] / [Extrude] (图1.1.3)。 |
(2). |
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(3). |
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(4). |
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图 1.1.7 FLAC2D 显示模型几何的Data |
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绘图及视图
FLAC2D的绘图(plot)设施类似於 FLAC。 您需要创建一个新图(new plot),然后添加特定的图项(例如格区、向量、结构元素等)。与FLAC的差别在於没有一长串可供选择的绘图项目。相反地,您只需选择要绘制的内容(例如格区zone),然后指定标签(Label : 例如群组)或等值线图形(Contour : 例如位移,请参见下图)。
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另一个区别是FLAC2D的用户对绘图的颜色、比例、字体、图例等可以有更多的控制。绘图的输出也很简单,可以经由单击右键并选择格式和解析度来完成。
FLAC2D 中没有内建的电影制作器。但提供可以简易地定期撷取图片(例如每 100 个steps)的方式来收集随著运算进行所产生的图形变化。我们可以使用Tools --> Options --> Movie 来进行这样的图片收集,并利用线上GIF制作软体来生成电影。
FLAC2D 9.0中仍未能具备的FLAC 8.1功能
并非 FLAC 8.1 中的所有功能都存在於目前的FLAC2D 9.0。因此Itasca仍将继续支援 FLAC,直到 FLAC2D 第10版正式发行。以下功能在目前的FLAC2D 9.0版仍无法使用:
l 无限弹性边界
l FISH 组合律模型
l 支撑元素 (Support elements)
l 自动重新分区(Automatic rezoning)。虽然这可以在某种程度上使用 FISH 完成。
l 双相流(Two-phase flow)。